云南个旧Sn-Cu多金属矿田中酸性岩黑云母特征及其成矿意义.pdf

第 52 卷 第 2 期 Vol.52,No.2,212221 2023 年 3 月 GEOCHIMICA Mar.,2023 收稿日期:2021-04-02;改回日期:2021-06-04 项目资助:科技部国家重点研究计划(2016YFC0600407)资助。第一作者简介:解世雄(1992),男,博士研究生,矿物学、岩石学、矿床学专业。E-mail: 通信作者:梁华英(1962),男,研究员,主要从事矿产资源研究。E-mail: Geochimica Vol.52 No.2 pp.212221 Mar.,2023 云南个旧Sn-Cu多金属矿田中酸性岩黑云母 特征及其成矿意义 解世雄1,2,陈喜连1,2,黄文婷1,2,张 健1,2,廖 娟1,2,欧阳柳芸1,2,梁华英1*(1.中国科学院 广州地球化学研究所 矿物学与成矿学重点实验室,广东 广州 510640;2.中国科学院大学,北京 100049)摘 要:Cu 和 Sn 在中酸性岩浆作用过程中地球化学行为明显不同,少见 2 种类型矿床与同一岩浆作用共生。滇东南个旧 Sn-Cu 多金属矿田矿床和燕山期岩浆岩联系紧密,Sn-Cu 共生,都达超大规模,国内外罕见。目前对个旧矿田 Sn-Cu 共生控制因素探讨不多。本研究通过矿区二长岩、似斑状花岗岩及其中暗色包体和等粒状花岗岩黑云母电子探针分析,探讨区内岩浆氧逸度及挥发相组成特征,分析其与区内形成 Sn-Cu 组合矿床的关系。二长岩和似斑状花岗岩及其暗色包体中的黑云母为铁质黑云母,等粒状花岗岩中黑云母属于铁叶云母。似斑状花岗岩和二长岩岩浆氧逸度较高,位于 HM 缓冲线附近,具较高 Cl/F 值;等粒状花岗岩浆氧逸度低,分布在NNO缓冲线附近,具较低Cl/F值,表明个旧矿田既发育高氧化及高Cl/F值岩浆,也发育还原及低Cl/F值岩浆。高氧化、高 Cl/F 值岩浆演化及出溶流体有利于形成 Cu 矿床,而还原、富 F 岩浆岩的形成与演化则更有利于形成 Sn 矿床。因此,个旧矿田 Sn-Cu 共生可能与区内发育 2 套性质不同的岩浆系统有关。关键词:Sn-Cu 多金属矿床;黑云母;岩浆氧化还原状态;岩浆挥发分 中图分类号:P611 文献标志码:A 文章编号:0379-1726(2023)02-0212-10 DOI:10.19700/j.0379-1726.2023.02.007 Compositional characteristics of bitote in felsic igneous rocks and its geological implication in the Gejiu Sn-Cu polymetallic ore field,Yunnan province XIE Shixiong1,2,CHEN Xilian1,2,HUANG Wenting1,2,ZHANG Jian1,2,LIAO Juan1,2,OUYANG Liuyun1,2,LIANG Huaying1*(1.CAS Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny,Guangzhou Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)Abstract:Cu and Sn exhibit distinct geochemical behaviors during feslic magma evolution,and thus Sn and Cu deposits are rarely co-genetically related with the same magmatism.A series of giant Sn-Cu polymetallic deposits are closely associated with Cretaceous magmatism in the Gejiu orefield,Yunnan province,China,forming granite-related deposits,which show a Sn-Cu association that has not been widely reported globally.The factors controlling Sn-Cu mineralization in the Gejiu orefield have not been widely reported.Here,we evaluated the oxygen fugacity and magmatic volatile characteristics of magmas by analyzing biotite from equigranular granite,porphyritic granite,and its hosting mafic microgranular enclaves,and monzonite in the Gejiu orefield and examined the factors corresponding to the formation of deposits with elemental association of Sn-Cu.The results showed that the biotite of the porphyritic granite,mafic microgranular enclaves,and monzonite belongs to 第 2 期 解世雄等:云南个旧 Sn-Cu 多金属矿田中酸性岩黑云母特征及其成矿意义 213 Geochimica Vol.52 No.2 pp.212221 Mar.,2023 ferri-biotite biotite,whereas the biotite of the equigranular granite belongs to siderophyllite.The porphyritic granite,mafic microgranular enclaves,and monzonite were crystallized from magma with high oxygen fugacity HM and high Cl/F ratios,whereas the equigranular granite was crystallized from relatively evolved and reduced F-rich magma.Highly evolved,F-rich reduced magma benefits from Sn mineralization,whereas Cl-rich oxidized magma and its exsloving fluids are favorable for Cu enrichment and late-stage mineralization.Therefore,the formation of a series of giant deposits with element association of Sn-Cu in the Gejiu orefield may be related to the highly oxidized and reduced magmatism in the area.Key words:Sn-Cu polymetallic deposit;biotite;magmatic oxidation state;magmatic volatile 0 引 言 云南个旧 Sn-Cu 多金属矿田内 Sn 和 Cu 共生,且都为超大型规模(已探明 Sn 储量达到 3106 t,Cu储量达到 300106 t,Pb 和 Zn 储量达到 4106 t;庄永秋等,1996;程彦博,2012;Cheng et al.,2013a),世界罕见。对个旧矿田内矿床成矿物质来源及矿床成因长期存在争论,包括:火山块状硫化物或海底热液喷流沉积矿床叠加燕山期岩浆热液改造(黎应书等,2006);印支期海底基性火山沉积和三叠纪热液沉积矿床叠加燕山期岩浆热液改造(秦德先和黎应书,2008);热水沉积矿床(张欢等,2006;钱志宽等,2011);燕山期岩浆热液矿床(毛景文等,2008;杨宗喜等,2010;张娟等,2012)。近年来,一系列精确的成岩成矿年龄测定表明成岩成矿作用主要集中于 7586 Ma(Cheng and Mao,2010;Cheng et al.,2012;李肖龙等,2012;Zhang et al.,2015;Guo et al.,2018),成岩成矿时代基本一致,因此燕山期岩浆热液成矿的观点被更广泛地接受。Sn 和 Cu 在中酸性岩浆中地球化学性质不同,前者多和高分异还原岩浆有关,后者多和氧化岩浆形成演化有关,因而少见 2 种元素于同一岩浆作用共生,形成 Sn-Cu 矿床。目前对个旧矿田 Sn-Cu 共生机制了解较少。本研究在前人研究的基础上,通过个旧中酸性岩浆岩黑云母的电子探针成分特征对比分析,探讨区内岩浆氧化还原性质、挥发分特征以及结晶分异程度的差异等,论证其与区内 Sn-Cu 共生的关系。1 矿床地质特征 个旧矿田位于我国云南省个旧市附近,北部邻近扬子陆块,西面紧靠哀牢山变质带,南侧为越北古陆。个旧矿田断裂构造发育,主要断裂为 SN 向个旧断裂,将整个矿区分为东西 2 个部分(图 1a)。区内次级断裂主要有位于西部 NNE 向龙岔河断裂、轿顶山断裂、杨家田断裂和东部 NW 向白沙冲断裂。出露地层主要有中三叠统个旧组碳酸盐岩和法郎组细粒碎屑沉积物、碳酸盐岩及玄武质熔岩(秦德先和黎应书,2008)。个旧组是区内主要赋矿层位。个旧矿区岩浆岩大致可分为印支期基性火山岩和燕山期侵入岩。印支期基性火山岩仅出露于矿区南部,主要由碱性玄武岩和少量火山碎屑岩组成,其中玄武岩多以夹层的形式赋存于个旧组地层中。矿田内燕山期岩浆活动强烈,多分布于个旧断裂西侧,主要有辉长岩、二长岩、花岗岩、霞石正长岩和镁铁质岩脉(冶金工业部西南冶金地质勘探公司 308 队,1984;Cheng et al.,2013b)。花岗岩按结构可分为 2 类:似斑状花岗岩和等粒状花岗岩,其中似斑状花岗岩含镁铁质微粒状包体。等粒状花岗岩主要分布在神仙水、老厂和卡房地区,似斑状花岗岩主要分布在龙岔河、马拉格和 松 树 脚 等 地 区。等 粒 状 花 岗 岩 主 要 由 石 英(30%35%)、钾长石(30%35%)、斜长石(25%30%)和黑云母(约 5%)组成,副矿物包括白云母、钛铁矿、磷灰石、锆石、独居石、电气石和萤石等(图 2a)。似斑状花岗岩矿物组合包括钾长石(30%35%)、斜长石(25%30%)、石英(20%25%)和黑云母(5%10%)等,副矿物包括钛铁矿、磷灰石、锆石和磁铁矿等。其中斑晶为自形至半自形的钾长石和斜长石,粒度为 0.53 cm;基质主要由长石、石英和黑云母组成(图 2b)。镁铁质微粒包体主要分布在似斑状花岗岩中,主要由斜长石、角闪石、黑云母和钾长石组成(图 2c)。辉长岩二长岩分布在个旧断裂以西的贾沙地区,未见共生矿化。二长岩是辉长岩浆演化及受花岗岩同化混染的产物(毛景文等,2008;程彦博,2012;Cheng et al.,2013b),矿物组合包括斜长石、角闪石、钾长石和黑云母,副矿物有榍石、磷灰石、锆石和磁铁矿等。角闪石和黑云母通常自形到半自形。钾长石、石英和斜长石多为他形粒状,充 214 2023 年 Geochimica Vol.52 No.2 pp.212221 Mar.,2023 填于角闪石和黑云母之间的空隙中(图 2d)。矿区内矿床几乎都集中在个旧断裂东侧,围绕晚白垩世花岗岩形成若干个成矿中心(图 1a)。从北向南依次为马拉格、松树脚、高松、老厂和卡房等大型超大型矿床(图 1b)。主要矿化类型为花岗岩与碳酸盐岩接触带中的矽卡岩型、内接触带云英岩型和花岗岩顶部的蚀变花岗岩型,碳酸盐岩中脉状 Sn矿化及卡房矿床特有玄武岩中的似层状 Cu 矿化。另外,似斑状花岗岩和等粒状花岗岩有关矿化类型有所不同:似斑状花岗岩(马拉格和松树脚矿床)主要与云英岩型和矽卡岩型 Sn、Cu 矿化有关,而等粒状花岗岩(高松、老厂和卡房矿床)除了矽卡岩型和少量云英岩型 Sn、Cu 矿化外,还与细脉状 Sn 矿化有关。似斑状花岗岩附近的原生 Sn 和 Cu 矿床占全部探明储量的 31%和 17.2%,而等粒状花岗岩附近原生 Sn和Cu矿床储量分别为68.8%和73.1%(冶金工业部西南冶金地质勘探公司 308 队,1984;庄永秋等,1996;程彦博,2012;Cheng et al.,2013b)。2 样品和方法 样品分别为松树脚似斑状花岗岩(SSJ-11)及其中暗色包体(SXS-5)、卡房等粒状花岗岩(KF-9)和贾沙二长岩(JS-1)。电子探针矿物成分分析在中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室完成,使用 JEOL JXA-8100 电子探针仪,在 15 kV加速电压、20 nA 探针电流和 15 m 探针束斑直径下工作,Si、Al、Fe、Mn、Na 和 Cl 的计数时间为20 s,F 为 40 s,P 和 Ca 为 10 s。使用下列天然矿物和合成氧化物作为标准:磷灰石(P)、透辉石(Ca 和Si)、硬玉(Al)、石榴石(Fe)、钙蔷薇辉石(Mn)、硬玉(Na)、钾长石(K)、硅铍铝钠石(Cl)和萤石(F)。所有数据都使用 ZAF 程序(原子序数、吸收、荧光)进行校正。图 1 云南个旧矿田地质简图(a)和个旧东区花岗岩与矿体关系剖面(b;据 Cheng et al.,2013a 修改)Fig.1 Simplified geological map of the Gejiu ore field,Yunnan province,SW China(a)and cross-section showing the relationship between granites and ore bodies in the eastern district(b)第 2 期 解世雄等:云南个旧 Sn-Cu 多金属矿田中酸性岩黑云母特征及其成矿意义 215 Geochimica Vol.52 No.2 pp.212221 Mar.,2023 (a)卡房等粒状花岗岩;(b)松树脚似斑状花岗岩;(c)似斑状花岗岩中暗色包体;(d)贾沙二长岩。Bt.黑云母;Kfs.钾长石;Hbl.角闪石;Pl.斜长石;Qz.石英。图 2 个旧地区岩浆岩显微照片 Fig.2 Microscopic photographs of magmatic rocks in the Gejiu district 3 结 果 黑云母电子探针分析及计算结果见表 1。黑云母的化学结构式基于 22 个 O 原子数计算,黑云母Fe3+和Fe2+按照林文蔚和彭丽君(1994)提出的方法计算。结果显示,等粒状花岗岩黑云母为铁叶云母,二长岩和似斑状花岗岩及其中暗色包体的黑云母为铁质黑云母(图 3b;Foster,1960)。等粒状花岗岩和似斑状花岗岩 TiO2平均含量分别为 2.80%和 3.48%,Al2O3平均含量为 16.26%和 13.27%。二长岩和暗色包体中的黑云母 TiO2平均含量分别为 4.13%和 4.39%,Al2O3平均含量为 13.36%和 13.46%。等粒状花岗岩、二长岩、似斑状花岗岩及其中暗色包体的黑云母Al2O3和 TiO2及 MnO 和 MgO 分别呈负相关关系(图3c、d)。等粒状花岗岩黑云母 Cl 平均含量(0.18%)低于似斑状花岗岩黑云母(0.31%),而前者 F(1.62%)平均含量高于后者(1.47%)。二长岩和暗色包体中黑云母的 Cl 平均含量为 0.31%和 0.31%,而 F 平均含量与花岗岩相比较低,分别为 0.61%和 0.81%。4 讨 论 4.1 黑云母成因类型和不同岩浆岩的源区特征 不同岩浆岩中黑云母的 Fe2+/(Mg+Fe2+)值相对均匀,且均不含 Ca,在 TiO2-FeO+MnO-MgO图中位于原生岩浆黑云母区域(图 3a),表明本研究中黑云母未经历岩浆后期热液蚀变影响(Stone,2000;Kumar and Pathak,2010),为岩浆作用形成(David and Hans,1965;Bi et al.,2009)。通常幔源岩浆岩黑云母 MgO含量高(15%;阳珊等,2014),壳源岩浆岩黑云母MgO 含量低(6%)。黑云母 MgO 含量从等粒状花岗岩、似斑状花岗岩到暗色包体和二长岩逐渐增加,表明黑云母源区岩浆幔源的比例逐渐增加(图 3c),与前人获得相应岩浆岩的同位素结果一致(个旧中 216 2023 年 Geochimica Vol.52 No.2 pp.212221 Mar.,2023 表 1 个旧地区花岗岩、二长岩和暗色包体黑云母主量元素结果 Table 1 Biotite major elements results of granites,monzonite,and MMEs in Gejiu 样品编号 SSJ-11 KF-9 JS-1 SXS-5 岩石类型 似斑状花岗岩 等粒状花岗岩 二长岩 暗色包体 主量元素(%)范围 平均值 范围 平均值范围 平均值 范围 平均值SiO2 34.7336.11 35.53 34.0535.26 34.82 34.5135.76 35.06 34.1535.32 34.94 TiO2 2.494.22 3.48 2.333.22 2.80 3.584.79 4.13 4.014.87 4.39 Al2O3 12.8613.62 13.27 15.1417.13 16.26 12.9313.57 13.36 13.1213.7 13.46 FeO 24.5425.77 25.22 26.2128.56 27.21 22.9723.51 23.16 22.5223.04 22.73 MnO 0.330.41 0.37 0.770.94 0.86 0.250.30 0.28 0.190.25 0.22 MgO 6.237.62 7.06 2.363.12 2.72 7.968.67 8.39 8.408.79 8.64 CaO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Na2O 0.030.13 0.07 0.050.15 0.08 0.040.10 0.07 0.040.10 0.07 K2O 9.499.83 9.68 9.049.64 9.44 9.439.71 9.56 9.219.67 9.44 F 1.151.71 1.47 1.201.78 1.62 0.530.71 0.61 0.710.91 0.81 Cl 0.260.36 0.31 0.140.23 0.18 0.280.33 0.31 0.250.37 0.31 H2O 2.853.21 3.02 2.813.15 2.92 3.393.45 3.43 3.233.41 3.33 Total 98.14100.61 99.48 97.5299.89 98.90 97.9099.13 98.35 97.8998.81 98.35 O 22 22 22 22 22 22 22 22 Si 5.515.75 5.65 5.485.64 5.56 5.525.68 5.58 5.475.88 5.60 Al 2.412.53 2.49 2.843.21 3.06 2.432.55 2.51 2.463.25 2.64 Ti 0.300.50 0.42 0.280.39 0.34 0.420.58 0.49 0.270.58 0.49 Mg 1.481.81 1.67 0.560.74 0.65 1.902.07 1.99 0.982.09 1.86 Fe2+2.052.47 2.28 2.993.33 3.15 1.882.2 2.03 1.932.17 2.04 Fe3+0.801.31 1.01 0.280.66 0.49 0.831.12 0.98 0.771.08 0.92 Mn 0.040.06 0.05 0.10.13 0.12 0.030.04 0.04 0.030.14 0.05 K 1.922.00 1.97 1.831.98 1.92 1.911.97 1.94 1.862.00 1.93 Na 0.010.04 0.02 0.010.05 0.03 0.010.03 0.02 0.010.03 0.02 F 0.580.86 0.74 0.600.90 0.82 0.270.35 0.31 0.360.94 0.50 Cl 0.070.10 0.08 0.040.06 0.05 0.080.09 0.08 0.070.10 0.08 OH 3.053.34 3.17 3.043.35 3.13 3.573.64 3.61 2.973.57 3.41 Al 2.252.49 2.35 2.362.52 2.44 2.322.48 2.42 2.122.53 2.40 Al 0.030.20 0.14 0.440.78 0.62 0.020.15 0.09 0.011.13 0.24 Fe3+/Fe2+0.340.64 0.45 0.090.21 0.16 0.370.59 0.49 0.360.56 0.45 Fe3+Al+Ti 1.41.79 1.57 1.331.55 1.44 1.431.67 1.56 1.382.26 1.65 Fe2+Mn 2.102.52 2.33 3.113.45 3.26 1.922.24 2.07 1.972.22 2.09 Fe2+/(Fe2+Mg)0.550.63 0.58 0.810.85 0.83 0.480.54 0.50 0.480.68 0.53 Mg/(Mg+Fe+Mn)0.300.36 0.33 0.130.16 0.15 0.380.41 0.39 0.240.41 0.38 TFeO/(TFeO+MgO)0.760.81 0.78 0.900.92 0.91 0.730.74 0.73 0.720.73 0.72 Fe/(Fe+Mg)0.640.69 0.66 0.840.86 0.85 0.590.61 0.60 0.590.75 0.62 Mg#37.3746.30 42.39 14.8518.56 17.07 45.2652.33 49.51 32.0351.89 47.10 A/CNK 1.311.41 1.36 1.621.78 1.71 1.341.42 1.39 1.351.46 1.42 SI 14.8818.15 16.79 6.167.73 6.90 19.5721.00 20.37 20.5721.55 21.14 T()638715 686.19 612668 644.07 698738 718.31 613741 710.67log(fO2)12.89 10.77 11.55 18.92 12.0813.90 11.21 10.2010.70 13.68 10.1410.94(F)1.241.51 1.35 1.271.8 1.57 1.761.98 1.88 1.551.83 1.72(Cl)4.17 3.96-4.08 3.58 3.373.49 4.18 4.10-4.14 4.26 3.97 4.14(F/Cl)5.265.58 5.43 4.735.34 5.06 5.866.16 6.02 5.526.01 5.86 log(fH2O/fHF)3.814.11 3.92 3.653.93 3.78 4.264.40 4.33 3.914.24 4.12 log(fH2O/fHCl)3.563.71 3.65 3.703.95 3.84 3.663.76 3.70 3.593.76 3.67 log(fHF/fHCl)0.82 0.48 0.66 0.290.00 0.12 1.17 0.981.08 0.98 0.57 0.88 注:固结指数 SI=100MgO/(MgO+TFeO+Na2O+K2O);温度 T=ln(Ti)+2.3594+1.7283(XMg)3/4.64821090.333(Henry et al.,2005);氧逸度log(fO2)=27000/T(K)+10.9(David and Hans,1965);黑云母截距值 IV(F)、IV(Cl)和 IV(F/Cl)计算公式如下:IV(F)=1.5XMg+0.42Xann+0.20Xsid log(XF/XOH),IV(Cl)=5.011.93XMglog(XCl/XOH),IV(F/Cl)=IV(F)IV(Cl)(Munoz,1984),其中 Xsid和 Xann分别代表铁叶云母和铁云母的摩尔分数,Xsid=(3Si/Al)/1.75(1XMg),Xann=1(XMgXsid)(Yavuz,2003);岩 浆 热 液 体 系 流 体 相 中 卤 素 逸 度 比 值 计 算 公 式 如 下:log(fH2O/fHF)=1000/T(2.37+1.1XMg)+0.43log(XF/XOH)黑 云 母;log(fH2O/fHCl)=1000/T(1.15+0.55XMg)+0.68log(XF/XOH)黑 云 母,log(fHF/fHCl)=1000/T(1.22+1.65XMg)+0.25log(XF/XCl)黑云母(Munoz,1984);OH=4(Cl+F)。第 2 期 解世雄等:云南个旧 Sn-Cu 多金属矿田中酸性岩黑云母特征及其成矿意义 217 Geochimica Vol.52 No.2 pp.212221 Mar.,2023 图 3 个旧地区岩浆岩中黑云母TiO2-FeO+MnO-MgO三元图解(a;据Nachit et al.,2005)、云母三角分类图(b;据 Foster,1960)、MnO-MgO 图解(c)和 TiO2-Al2O3图解(d)Fig.3 Ternary TiO2-FeO+MnO-MgO diagram(a),triangular classification diagram of biotites(b),MnO vs.MgO diagram(c),and TiO2 vs.Al2O3 diagram(d)for magmatic rocks in the Gejiu district 基性岩和花岗岩的全岩 Nd(t)值分别为5.49 6.25和9.3 6.9,而对应锆石 Hf(t)分别为4.20.8 和8.40.4),即个旧中基性岩可以反映壳幔混合源区特征,而花岗岩是由元古代地壳的部分熔融与少量幔源岩浆的混入,并经历了高分异(Cheng and Mao,2010;Cheng et al.,2013b;黄文龙等,2016)。在TFeO/(TFeO+MgO)-MgO 图中,花岗岩中黑云母样品落在地壳源区,而二长岩和暗色包体的黑云母落在壳幔混合源区(图 4b),说明暗色包体和二长岩是壳幔混合源,花岗岩以壳源为主。黑云母的AlT-Fe/(Fe+Mg)和 SI-Fe/(Fe+Mg)图(图 4c、d)均表明等粒状花岗岩比似斑状花岗岩演化程度更高。4.2 岩浆温度计和氧逸度 根据 Henry et al.(2005)提出的黑云母结晶温度公式,计算出似斑状花岗岩、等粒状花岗岩、二长岩和暗色包体黑云母形成温度分别为 638715、612668、698738和612741(表1)。总的来说,从等粒状花岗岩、似斑状花岗岩至二长岩及暗色包体,黑云母结晶温度逐渐增高(图 4a)。似斑状花岗岩、二长岩和暗色包体在 Fe3+-Fe2+-Mg2+图中位于 HM氧逸度缓冲线附近,等粒状花岗岩主要位于NNO线附近(图 5a)。结合 Fe/(Fe+Mg)值和黑云母结晶温度计算(Wones and Eugster,1965),等 粒 状 花 岗 岩 的log(fO2)值 为 18.92 12.08,似 斑 状 花 岗 岩 的log(fO2)值为12.89 10.77,二长岩的 log(fO2)值为11.21 10.20,暗色包体的 log(fO2)值为13.68 10.14(表 1)。区内等粒状花岗岩岩浆氧逸度相对较低,为还原岩浆形成花岗岩,而二长岩、似斑状花岗岩及其中的暗色包体岩浆氧逸度较高,为氧化岩浆形成的岩浆岩,表明个旧矿田既发育相对氧化的岩浆作用,也发育相对还原的岩浆作用。4.3 岩浆挥发相组成特征 由于受到“F-Fe avoidance”和“Mg-Cl avoidance”的影响,黑云母 F 和 Cl 测定值不能直接指示岩浆的F/Cl 值(Munoz,1984)。为了避免高 Mg/Fe 值效应使黑云母的 F 含量失真,Munoz(1984)提出用黑云母截距值 IV(F)、IV(Cl)和 IV(F/Cl)反映岩浆热液系统中挥发分的相对富集程度(表 1)。其中 IV(F)值越小表 218 2023 年 Geochimica Vol.52 No.2 pp.212221 Mar.,2023 示岩浆热液系统中 F 富集程度越高;IV(Cl)值越小则表明系统中 Cl 富集程度越高;IV(F/Cl)值越小表明岩浆热液系统中 F/Cl 值越大。结果表明,似斑状花岗岩黑云母 IV(F)和 IV(F/Cl)平均值分别为 1.35 和5.43;等粒状花岗岩黑云母 IV(F)和 IV(F/Cl)平均值分别为 1.57 和 5.06;二长岩黑云母 IV(F)值和 IV(F/Cl)平均值分别为 1.88 和 6.02;暗色包体黑云母 IV(F)和 IV(F/Cl)平均值分别为 1.72 和 5.86。等粒状花岗岩、似斑状花岗岩、二长岩及暗色包体黑云母IV(F/Cl)与 IV(F)呈正相关关系(图 6a)。图 4 个旧花岗岩中黑云母 Ti-Mg/(Mg+Fe)图(a)、TFeO/(TFeO+MgO)-MgO 图(b)、AlT-Fe/(Fe+Mg)图(c)和 SI-Fe/(Fe+Mg)图(d)Fig.4 Ti vs.Mg/(Mg+Fe)diagram(a),TFeO/(TFeO+MgO)vs.MgO diagram(b),AlT vs.Fe/(Fe+Mg)diagram(c),and SI vs.Fe/(Fe+Mg)diagram(d)for biotite from Gejiu granites 华南与成矿相关花岗岩中的黑云母数据引自 Li et al.,2017。IW.Fe-FeO;FMQ.Fe2SiO4-SiO2-Fe3O4;NNO.Ni-NiO;HM.Fe2O3-Fe3O4。图 5 黑云母的 Fe3+-Fe2+-Mg2+图(a;据 Wones and Eugster,1965 修改)和温度-log(fO2)图(b;据 Henry et al.2005 修改)Fig.5 The Fe3+-Fe2+-Mg2+diagram for biotite(a)and temperature vs.log(fO2)diagram for biotite(b)第 2 期 解世雄等:云南个旧 Sn-Cu 多金属矿田中酸性岩黑云母特征及其成矿意义 219 Geochimica Vol.52 No.2 pp.212221 Mar.,2023 斑岩铜矿和 Sn-W-Be 花岗岩的数据引自 Munoz,1984。图 6 个旧矿田黑云母 IV(F)-IV(F/Cl)图(a)和 log(fH2O/fHF)-log(fHCl/fHF)图(b)Fig.6 Plots of IV(F)vs.IV(F/Cl)(a)and log(fH2O/fHF)vs.log(fHF/fHCl)(b)for biotites in Gejiu ore field 基于黑云母和热液流体之间的 F-Cl-OH 交换改进系数(Zhu and Sverjensky,1992),Munoz(1992)提出计算岩浆热液流体的卤素逸度比值 log(fH2O/fHF)和log(fHF/fHCl)值的公式(表 1)。似斑状花岗岩 log(fH2O/fHF)和 log(fHF/fHCl)平均值分别为 3.92 和0.66;等粒状花岗岩 log(fH2O/fHF)和 log(fHF/fHCl)平均值分别为 3.78 和0.12;二长岩 log(fH2O/fHF)和 log(fHF/fHCl)平均值分别为 4.33和1.08;暗色包体 log(fH2O/fHF)和 log(fHF/fHCl)平均值分别为 4.12 和0.88。等粒状花岗岩、似斑状花岗岩、二长岩及暗色包体的 log(fH2O/fHF)与log(fHF/fHCl)呈负相关关系(图 6b)。上述结果表明,二长岩及暗色包体岩浆相对富 Cl,而等粒状花岗岩岩浆则相对富F贫Cl,似斑状花岗岩则位于二者之间。4.4 个旧矿田岩浆作用与 Sn-Cu 组合矿床形成分析 Cu 和 Sn 在中酸性岩浆中地球化学行为不同,Cu 易在相对氧化岩浆中富集,并在岩浆期后出溶流体中富集形成矿床(Liang et al.,2000;Mungall,2002;Lee et al.,2012;Sun et al.,2013;Tang et al.,2019);Sn 易在还原壳源岩浆中经高分异演化富集,并在岩浆期后出溶的挥发相中富集,形成石英脉型或矽卡岩型矿床(Taylor and Wall,1992;Linnen et al.,1996;Webster et al.,1997;Audtat et al.,2000;Mller et al.,2001)。近年来发现 Sn 在相对氧化流体中可形成SnCl4(H2O)20或SnCl3(H2O)3+络合物,因此,晚期氧化岩浆出溶富 Cl 流体可与早期黑云母反应,萃取其中的 Sn,形成云英岩型 Sn 矿床(Schmidt,2018)。个旧矿田燕山期与成矿同期的二长岩、等粒状花岗岩、似斑状花岗岩及其中的暗色包体黑云母主量元素分析表明,等粒状花岗岩岩浆源于壳源,具有还原、富 F 低 Cl 特征,二长岩和似斑状花岗岩中暗色包体岩浆含地幔源区物质,具相对氧化、富 Cl低 F 特征,而似斑状花岗岩岩浆特征则介于二长岩和等粒状花岗岩岩浆之间。二长岩和暗色包体岩浆具高氧化特征,含角闪石,表明也相对富水,因此,其一方面可为区内等粒状和似斑状花岗岩浆演化提供热能(黄文龙等,2016),另一方面可能会出溶含Cu 流体,为形成 Cu-Sn 矿床提供物质基础;其在个旧矿田 Sn-Cu 成矿中的作用尚需进一步研究。个旧矿田既发育相对富含地幔物质、高 Cl/F 值的氧化岩浆作用,也发育贫地幔物质、低 Cl/F 值的相对还原岩浆作用。前者有利于形成 Cu 矿床,而后者则有利于形成热液脉型 Sn 矿床,与前人总结的华南地区与成矿相关花岗岩中黑云母特征一致(图 5;Li et al.,2017;马莲花等,2018;张毓策等,2020)。此外,个旧矿田 Sn 矿化类型包括云英岩型、矽卡岩型及石英脉型。其中云英岩型 Sn 矿化多与相对氧化岩浆作用有关,而石英脉型 Sn 矿化多与还原岩浆作用有关(Taylor and Wall,1992;Schmidt,2018)。因此,初步提出个旧矿田 Sn-Cu 组合矿床的形成可能与矿田既发生氧化岩浆作用也发生还原岩浆作用有关。5 结 论(1)个旧矿